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Science：肠道菌群的"进化加速器"Science——[45.8]
① 研究设计与方法：分析618株人源肠道拟杆菌基因组，结合体外、无菌小鼠及母婴宏基因组数据，探究多样性生成反转录元件（DGRs）的分布、功能与适应性机制。② 核心发现：DGRs是广泛存在于肠道拟杆菌中的高效靶向进化工具，通过快速改造菌毛粘附素等蛋白，帮助细菌适应竞争、跨代定植，从而深刻塑造菌群的动态与功能。③ DGR分布与转移：在人源拟杆菌中鉴定出超1100个DGRs，其靶蛋白主要分为菌毛蛋白、细胞质激酶和病毒受体结合蛋白三类；这些元件多位于噬菌体上，并可通过整合性接合元件（ICEs）等机制水平转移。④ 功能与选择机制：DGRs通过腺嘌呤特异性突变高效产生海量蛋白质变体；在竞争环境下，其改造的菌毛蛋白序列出现趋同进化，显示出强烈的正向选择压力，证实其在种间互作中的关键作用。⑤ 母婴传递与定植：DGRs能随菌群从母亲传递给婴儿，尤其易通过阴道分娩传递；这些元件在婴儿肠道中高度活跃，一年内超七成会形成新的优势蛋白版本，凸显其在适应新生宿主、塑造早期菌群中的关键作用。⑥ 差异化调控模式：DGRs的活性受差异化调控，部分元件持续活跃，另一些则被严格调控；宿主错配修复系统（MutS）以“全有或全无”模式降低其整体突变频率，但不改变其突变模式。⑦ 生态与进化意义：DGRs驱动的靶向超突变赋予肠道微生物极高的基因组可塑性，使其能快速响应环境、优化定植能力，这对理解宿主-微生物共生的建立、维持和代际传递至关重要。
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Targeted protein evolution in the gut microbiome by diversity-generating retroelements
2025-10-09 , doi: 10.1126/science.adv2111
Science：T细胞如何影响肠道"吸油"？Science——[45.8]
① 研究对象与方法：在小鼠T细胞中特异性敲除胆固醇转运蛋白Aster-A（AΔCD4小鼠），结合代谢组学、单细胞测序及活细胞成像等技术，探究T细胞胆固醇稳态对肠道免疫与全身脂代谢的调控作用。② 核心发现：T细胞中的Aster-A是关键的代谢检查点，它通过调控质膜胆固醇水平，限制肠道辅助T细胞17（TH17）过度活化，进而抑制白细胞介素-22（IL-22）分泌，以促进正常的膳食脂肪吸收。③ 胆固醇调控免疫：在T细胞受体（TCR）活化后，质膜上的“可及胆固醇”会增加，而Aster-A负责将其转运至内质网；Aster-A的缺失导致胆固醇在质膜上累积，一部分被转入鞘磷脂隔离池，从而增强TCR纳米簇的形成与下游信号。④ 信号级联负反馈：机制上，Aster-A与内质网钙离子感受器STIM1发生邻近相互作用，并通过清除质膜胆固醇来抑制TCR激活诱导的钙离子内流，形成一个限制T细胞过度反应的负反馈回路。⑤ 代谢保护效应：AΔCD4小鼠表现出肠道脂肪酸吸收效率降低，并能抵抗高脂饮食诱导的肥胖、脂肪肝及胰岛素抵抗，这一保护性作用由TH17细胞分泌的IL-22介导，并且可以通过中和IL-22抗体来逆转。⑥ 肠道菌群依赖：这种免疫介导的代谢调控依赖于肠道菌群的存在，因为肠道共生菌（特别是分节丝状菌）是诱导TH17细胞分化及产生IL-22的关键上游信号，用抗生素清除菌群可恢复AΔCD4小鼠的脂肪吸收能力。
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T cell cholesterol transport links intestinal immune responses to dietary lipid absorption
2025-10-09 , doi: 10.1126/science.adt4169
高翔等Cell子刊：捆绑打包+同时发射——拟杆菌的"智能武器"如何"双重打击"竞争者？Cell Host and Microbe——[18.7]
① 研究方法与对象：本研究综合运用遗传学、生物化学与结构生物学方法，探究了肠道拟杆菌门的VI型分泌系统（T6SS）协同递送多种效应子的分子机制。② 核心发现：一种保守的适配蛋白BtapC可协调两种效应子——磷酸酶BtpeA与酰胺酶BtaeB的共分泌，二者的协同作用显著增强了细菌在肠道中的竞争优势。③ 效应子功能协同：BtpeA通过降解细胞壁合成前体脂质II来抑制损伤修复，而BtaeB则直接裂解肽聚糖交联，二者功能互补从而高效杀伤竞争细菌。④ 共分泌组装机制：BtapC首先与BtpeA结合形成二元复合物，进而招募BtaeB组装成三元复合物，该复合物是两种效应子成功装载到T6SS核心组件VgrG上的先决条件。⑤ 关键结构检查点：冷冻电镜结构显示，BtaeB的一个保守环状结构（loop）会插入VgrG与BtpeA的结合界面，作为确保两种效应子同时装载并协同分泌的“检查点”。⑥ 体内功能验证：小鼠定植实验证实，BtpeA和BtaeB的协同杀伤效果远超各效应子单独作用的总和，表明该共分泌机制对细菌赢得肠道生态位竞争至关重要。⑦ 系统保守性与意义：这种由BtapC介导的共分泌系统在超过半数的脆弱拟杆菌GA3 T6SS中是保守的，为未来工程化改造细菌以调控肠道微生态提供了新靶点。
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A conserved adaptor orchestrates co-secretion of synergistic type VI effectors in gut Bacteroidota
2025-10-09 , doi: 10.1016/j.chom.2025.09.012
刘尽尧/赵辉林/吴冯/周滟等Science子刊：穿上"矿物外衣"的诊疗一体化细菌，实现口服递送、成像、治疗三合一Science Advances——[12.5]
① 研究对象与方法：开发通过原位顺序矿化在细菌表面沉积保护性可视化治疗纳米涂层的治疗诊断细菌。采用两步金属离子吸附和成核技术，在细菌表面依次形成二氧化锰/氧化铁（MnO₂/Fe₂O₃）内层和碳酸钙（CaCO₃）外层。② 核心发现与功能：外层CaCO₃通过复分解反应中和胃酸保护细菌及内层，内层实现T₁/T₂双模态磁共振成像（MRI）实时追踪，并在病灶触发下释放锰离子用于T₁单模态病理检测，同时通过类酶活性协同细菌消除炎症。③ 纳米涂层特性：CaCO₃层在胃酸中降解后，内层MnO₂/Fe₂O₃保持稳定，其超氧化物歧化酶（SOD）和过氧化氢酶（CAT）活性可清除活性氧（ROS），增强治疗效果且对细菌活性无显著影响。④ 实验验证效果：在沙门氏菌诱导的结肠炎和载脂蛋白E缺陷型动脉粥样硬化（AS）小鼠模型中，该涂层细菌显著缓解炎症、有效恢复结肠长度、降低炎症因子及动脉斑块面积，改善血脂水平。⑤ 应用潜力与创新：该策略为开发多功能治疗诊断细菌提供了新平台，可扩展至其他肠道及肠外疾病的精准治疗与实时监测，推动口服细菌疗法发展。
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Generating theranostic bacteria by depositing a protective visual therapeutic nanocoating via in situ sequential mineralization
2025-10-08 , doi: 10.1126/sciadv.ady9183
姬晓元等NC："发电"细菌助力治疗大肠癌Nature Communications——[15.7]
① 研究设计：本研究构建了整合产电细菌脱硫脱硫弧菌（Dsv）与二氧化锰（MnO₂）的微纳微生物燃料电池系统，用于口服治疗结直肠癌。② 核心发现：该系统通过生物电化学作用打破肿瘤代谢，诱导免疫原性焦亡，并重塑免疫抑制微环境，从而有效抑制肿瘤生长。③ 电化学抗肿瘤：Dsv消耗肿瘤富集的乳酸，通过细胞外电子转移将MnO₂还原为Mn²⁺，后者催化产生高毒性的活性氧以杀伤肿瘤细胞。④ 诱导细胞焦亡：系统的生物电刺激引发肿瘤细胞内钙超载，激活Caspase-3依赖的焦亡通路，释放肿瘤抗原，增强肿瘤免疫原性。⑤ 重塑免疫微环境：产生的Mn²⁺激活cGAS-STING通路，促进树突状细胞成熟、巨噬细胞M1型极化和CD8⁺ T细胞浸润，逆转免疫抑制。⑥ 优化口服递送：去甲肾上腺素和聚乙二醇修饰赋予系统黏膜黏附与黏液穿透能力，实现肿瘤的高效靶向与定植。⑦ 体内疗效与安全性：动物实验证实该系统能有效抑制肿瘤生长，无明显毒性，并能通过调节肠道菌群平衡来协同增强抗肿瘤效果。
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Micro-nano microbial fuel cell-driven bioelectrochemical tumor therapy
2025-10-09 , doi: 10.1038/s41467-025-64023-8
NC：深度学习新工具WinnowNet，助力宏蛋白质组肽段识别Nature Communications——[15.7]
① 提出深度学习方法：研究开发了基于深度学习的肽-谱匹配（PSM）过滤新工具WinnowNet，其包含transformer和卷积神经网络（CNN）两种架构，并采用课程学习策略从简单到复杂数据进行模型训练，以提升宏蛋白质组学的肽识别准确性。② 显著提升识别数量：与Percolator、MS Rescore等多种前沿工具相比，WinnowNet在PSM、肽和蛋白质水平的识别数量上均取得显著提升，例如在海洋样本中，识别数量平均高出12.6%、12.4%和9.3%，且无需针对不同样本微调模型。③ 兼容主流分析流程：该工具可无缝集成至Sipros-Ensemble、FragPipe等四种主流分析流程中，并显著提升其在不同数据集上的识别表现，例如在多个测试数据集中，PSM识别数量提升幅度最高可达13.8%。④ 揭示肠道菌群功能：WinnowNet在复杂的人类肠道微生物组中，能够识别出来自低丰度物种（如Dorea longicatena）的蛋白质，并关联到短链脂肪酸代谢等关键健康通路，凸显了其在个性化医疗中的应用潜力。⑤ 兼顾性能与效率：其CNN版本参数量少（仅为DeepFilter的22.2%），多数数据集的推理时间在10分钟以内，实现了速度与性能的平衡；而transformer版本虽然计算稍慢，但能捕捉更复杂的谱间匹配模式。⑥ 具备良好稳健性：通过去除同源肽序列进行测试，发现其对WinnowNet的性能影响极小（识别率下降<0.1%），验证了该方法在处理多样化数据库时的稳健性，为跨物种分析提供了可靠支持。
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Enhancing peptide identification in metaproteomics through curriculum learning in deep learning
2025-10-08 , doi: 10.1038/s41467-025-63977-z
郑宏等：隔日禁食改善糖尿病神经炎症的肠-肝-脑轴机制Microbiome——[12.7]
① 研究设计：通过对1型糖尿病（T1D）小鼠模型进行隔日禁食（ADF）干预，结合微生物组、代谢组学和行为学分析，探究ADF改善糖尿病相关神经炎症的机制。② 核心结论：ADF通过富集嗜黏蛋白阿克曼氏菌（AKK菌），调节“δ-戊基甜菜碱（VB）-肉碱-小胶质细胞”这个肠-肝-脑代谢轴，从而有效缓解神经炎症并改善探索行为障碍。③ 肠道菌群调控：ADF显著提升了T1D小鼠肠道中AKK菌的丰度；粪菌移植和AKK菌补充实验证实，富含AKK菌是改善探索行为的关键。④ 关键代谢物机制：体内外实验表明，肠道富集的AKK菌能够消耗肠道有害代谢物VB，解除其对肝脏中肉碱合成的抑制作用，进而提升了全身的肉碱水平。⑤ 脑内保护效应：肉碱水平的升高能够促进大脑小胶质细胞中的脂肪酸氧化和脂解，减少脂滴积累，从而抑制小胶质细胞的激活和神经炎症反应，最终改善了T1D小鼠的神经功能与行为。
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Alternate day fasting alleviates neuroinflammation in diabetic mice by regulating δ-valerobetaine-carnitine-microglia axis via enrichment of Akkermansia muciniphila
2025-10-09 , doi: 10.1186/s40168-025-02196-6
毛螺菌科细菌如何响应SCFA产生戊酸和己酸？Microbiome——[12.7]
① 研究对象与方法：通过连续培养模型、同位素标记和酶学分析等方法，探究毛螺菌科细菌产生戊酸和己酸的分子机制。② 核心发现：毛螺菌科的关键成员能在短链脂肪酸（SCFAs）的诱导下，通过逆β-氧化途径，将胞外的SCFAs合成为戊酸与己酸③ SCFA诱导激活：生理浓度的SCFAs能激活戊酸和己酸的生产，其中外源丙酸被直接并入戊酸的合成中，而丁酸则特异性地促进了毛螺菌科中的粪球菌属细菌Coprococcus comes产生己酸。④ 微生物交叉喂养：共培养实验证实，产丙酸细菌可为毛螺菌科提供底物，通过交叉喂养协同作用，显著提升戊酸产量至生理水平。⑤ 关键酶学机制：特异性产己酸的C. comes编码了两种硫解酶（ThlA），其中ThlA_2酶具有更深的底物结合隧道和更高的丁酰辅酶A催化活性，是其合成己酸的关键。⑥ 人体健康关联：在人体队列中，粪球菌属丰度与己酸水平显著正相关，且己酸在炎症性肠病（IBD）患者体内显著降低，提示其对肠道健康的潜在益处。⑦ 肠道生态定位：产戊酸/己酸的毛螺菌科菌属在人体肠道中的普遍性和丰度远高于其他潜在生产者，表明它们是肠道菌群中戊酸和己酸的主要贡献者。
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Members of Lachnospiraceae produce valerate and caproate in response to short-chain fatty acids
2025-10-01 , doi: 10.1186/s40168-025-02220-9
何彪/涂长春等NC：野猪——连接森林与农场的病毒传播枢纽Nature Communications——[15.7]
① 研究设计概述：本研究通过对中国26个省份的466头健康及50头死亡野猪的2809份样本进行泛病毒组学分析，构建了一个包含9281条病毒序列的大型数据集（BrCN-Virome）。② 核心观点提出：野猪是连接野生动物、家畜乃至人类的病毒循环网络中的关键节点，其携带的病毒不仅严重威胁全球养猪业，也对野生动物保护和公共卫生构成潜在挑战。③ 病毒组构成差异：与家猪相比，野猪病毒组的遗传多样性，特别是在DNA病毒方面（如CRESS DNA病毒）显著更高 ；而家猪则在星状病毒、细小病毒等病毒上展现出更丰富的多样性。④ 病原传播网络：野猪携带的病毒可追溯至人类、家畜、鸟类、啮齿动物和节肢动物，其中至少18种病毒是已知的人或动物病原体，对养猪业构成直接威胁的非洲猪瘟病毒（ASFV）、经典猪瘟病毒（CSFV）等在野猪种群中广泛流行。⑤ 蜱虫媒介作用：野猪是蜱虫等多种节肢动物的重要宿主，促进了至少37种病毒（包括多种蜱传黄病毒）的传播与循环，构成了复杂的“野生动物-蜱虫-家畜”传播链条。⑥ ASFV演化复杂性：ASFV是导致野猪样本死亡的首要病因 ，研究不仅检测到基因I/II型重组毒株，还首次发现单个野猪可同时感染多种（至少5种）不同ASFV变种，揭示了ASFV在中国野猪种群中极为复杂的流行与演化态势。
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Node role of wild boars in virus circulation among wildlife and domestic animals
2025-10-08 , doi: 10.1038/s41467-025-64019-4
系统综述揭示FMT在肿瘤治疗中的潜力与挑战Cancer Treatment Reviews——[10.5]
① 研究设计：该系统综述评估了粪菌移植（FMT）对不同癌症治疗的疗效与毒性，共纳入45项涉及免疫、化学治疗的临床研究。② 核心结论：FMT作为癌症辅助疗法安全可行，能增强免疫治疗响应并管理治疗相关结肠炎，但其确切疗效尚需大规模随机对照试验（RCT）证实。③ 重塑菌群与免疫：FMT通过恢复肠道菌群多样性、增加厚壁菌门等有益菌，进而增加肿瘤浸润CD8+ T细胞并减少调节性T细胞（Tregs），从而激活抗肿瘤免疫。④ 改善临床结局：在部分研究中，尤其是在免疫检查点抑制剂（ICI）治疗晚期黑色素瘤时，联用FMT显著提高了患者的客观缓解率（ORR）和生存期。⑤ 临床应用挑战：现有研究规模小且设计各异，疗效受患者基线菌群、供体来源等因素影响，导致结果不一致，亟需开发生物标志物以指导患者筛选。⑥ 未来研究方向：未来亟需大规模RCT验证FMT的临床疗效，并结合多组学技术深入揭示菌群-宿主互作机制，以推动其在肿瘤精准治疗中的应用。
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Fecal microbiota transplantation to enhance cancer treatment outcomes across different cancer types: A systematic literature review
2025-09-25 , doi: 10.1016/j.ctrv.2025.103025
林甫容等Nature子刊：母乳促进生命早期酮体信号，打开"燃脂开关"抵抗肥胖和代谢紊乱Nature Metabolism——[20.8]
① 研究设计：通过在小鼠哺乳期建立早断奶、Hmgcs2基因及营养干预，并结合单细胞与表观组学技术，解析生命早期酮体信号对脂肪发育和代谢编程的作用。② 核心发现：早期生理性酮症可促进皮下脂肪（iWAT）褐变并改善成年代谢健康；反之，抑制仔鼠自身肝脏的酮体生成（如敲除Hmgcs2），则会阻碍褐变并加剧肥胖与胰岛素抵抗。③ 关键证据：早断奶或敲除Hmgcs2基因，会显著削弱iWAT在冷刺激下的产热基因表达与线粒体功能，证明内源性酮体对适应性产热至关重要。④ 细胞靶点：单细胞测序鉴定出对β-羟基丁酸（BHB）敏感、高表达CD81的脂肪前体细胞，其具备强大的米色脂肪分化潜能，其扩增与分化受早期酮体水平正向调控。⑤ 表观机制：BHB通过促进组蛋白乙酰化与β-羟基丁酰化修饰，在Ppargc1a、Cd81等关键基因启动子区域富集并激活转录，这一过程依赖于核心调控因子PGC1α。⑥ 功能效应：哺乳期补充酮体前体物（如中链甘油三酯或1,3-丁二醇）能提升能量消耗和线粒体生物合成，并增强冷诱导产热与胰岛素敏感性，全面改善代谢表型。⑦ 代际影响：对于父母肥胖导致的后代代谢缺陷，哺乳期增强酮体信号能有效缓解其肥胖易感性，凸显了生命早期作为代谢干预窗口的重要性。
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Early-life ketone body signalling promotes beige fat biogenesis through changes in histone acetylome and β-hydroxybutyrylome
2025-10-09 , doi: 10.1038/s42255-025-01378-8
MIND饮食干预改善老年认知功能，只对重度肥胖者有效？Alzheimer's and Dementia——[11.1]
① 研究设计与方法：这项研究是基于一项随机对照试验的二次分析，旨在评估MIND饮食对超重或肥胖老年人认知功能的影响，并采用线性混合效应模型检验了参与者的基线特征是否调节该饮食模式的效果。② 核心发现：在所有分析的社会人口学特征、APOE ε4基因、生活方式及心血管风险因素中，仅有身体质量指数（BMI）是MIND饮食认知效果的显著调节因素。③ 高BMI人群显著获益：在对604名均接受轻度热量限制的参与者进行分析后发现，仅在BMI≥35 kg/m²的重度肥胖人群中，MIND饮食组的全局认知得分年均改善比对照组高0.040个标准化单位。④ 潜在机制探讨：与BMI较低的参与者相比，BMI≥35 kg/m²的人群在基线时有更多的认知风险因素（如体力活动较少、心血管健康指标较差），提示MIND饮食对这些高风险个体能发挥更显著的认知保护作用。⑤ 研究局限与展望：本研究的样本主要为高学历的白人群体，限制了结果的普适性，且未包含体脂分布等更精确的肥胖指标；未来研究应在更多样化的人群中验证这些发现。
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Effect modifiers of the MIND diet for cognition in older adults: The MIND diet trial
2025-10-08 , doi: 10.1002/alz.70731
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